通常,醫(yī)用級 PP 材料要滿足《YY/T 0242?2007醫(yī)用級聚丙烯的安全標準》中對紫外吸光度的要求。但在很多應(yīng)用中,純PP的性能往往無法滿足該標準,必須通過改性才能實現(xiàn)。
PP 材料一般采用加熱熔融擠出等工序進行改性,容易發(fā)生熱分解、熔體流動速率變大、產(chǎn)品變黃、力學(xué)性能變差等問題,因此一般會加入抗氧劑,以延緩或阻止加工對材料性能的影響。

有人將均聚PP與共聚PP進行共混,分別測試了其在輻射滅菌與濕熱滅菌作用下的性能變化。
測試發(fā)現(xiàn),2種滅菌方法均能增大共混PP材料的彎曲強度、拉伸強度和彎曲模量,但降低了其沖擊強度,其中質(zhì)量比為7:3和9:1的共混聚丙烯的綜合性能,經(jīng)2種滅菌方式處理后,均能達到醫(yī)用聚丙烯材料的標準要求。
隨著醫(yī)用PP輸液瓶材料逐漸成為主流材料,必將產(chǎn)生越來越多的廢舊醫(yī)用PP 材料。另外,隨著全球經(jīng)濟社會的發(fā)展,能源的供需矛盾不斷加深,廢舊醫(yī)用 PP 材料的原材料會出現(xiàn)供應(yīng)不足。隨著人們對生態(tài)環(huán)境保護及資源高效可持續(xù)利用的重視,回收再生利用技術(shù)的研發(fā)會越來越受到重視。
醫(yī)用PP材料回收與利用的研究現(xiàn)狀
近幾年,國家資源短缺成為了一個重大戰(zhàn)略問題,根據(jù)中國物資再生協(xié)會(CRRA)的技術(shù)規(guī)范和標準要求,廢舊醫(yī)用PP輸液瓶材料逐漸成為制造醫(yī)用PP輸液瓶的主要材料。其方法一般有直接利用和改性再利用兩種。
直接利用就是把未經(jīng)處理的廢舊醫(yī)用PP料通過清洗、烘干、粉碎等方式,轉(zhuǎn)換為有實用價值的產(chǎn)品;改性再利用就是將廢舊醫(yī)用PP料采用物理或化學(xué)方法進行改性,使其具備原有的性能,以達到再利用標準要求的一種方法。
改性后的再生醫(yī)用PP材料,其力學(xué)性能顯著增強,具有較高的附加值,可用于制作高端 PP 塑料制品。目前主要有3種改性方法,分別是填充改性、共混改性和混雜復(fù)合改性。?
填充改性是在PP材料的加工過程中,在基體中填充無機材料,或者將PP材料粉碎后,通過填充方法制備PP復(fù)合材料。
纖維素或者無機填料顆粒等分子會阻礙PP分子鏈的運動,從而影響其晶型、 結(jié)晶度、分子鏈間的作用力、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與注塑工藝條件等。填充改性在降低成本的同時增強了PP材料在某些方面的力學(xué)性能。
共混改性是通過擠出機等設(shè)備,按照一定的工藝參數(shù),把2種或2種以上性能匹配的聚合物材料進行混合,通過不同聚合物之間結(jié)構(gòu)-性質(zhì)的互補性和協(xié)同作用,增強PP材料的某些性能或某種性能。
共混改性可顯著增強醫(yī)用PP材料的透明性、 低溫脆性、抗靜電性和著色性等性能。近年來聚合物材料的共混改性研究的發(fā)展速度飛快,已成為眾多研發(fā)人員與工程技術(shù)人員的研究熱點。
只用一種填料與廢舊醫(yī)用PP材料混合,得到 的復(fù)合PP材料往往只能提升其在某一方面的性能, 而對其他方面性能的增強有限,甚至是顧此失彼。
為了增強醫(yī)用復(fù)合PP材料的韌性,加入彈性體和 成核劑等添加物,可以調(diào)控醫(yī)用復(fù)合PP材料的強度與韌性等力學(xué)性質(zhì),使之呈現(xiàn)均衡性。這種方法可制備性能優(yōu)良的PP/彈性體/無機剛性粒子類型的多元醫(yī)用復(fù)合PP材料。
醫(yī)用 PP管,來源:bing
目前,醫(yī)用PP材料再利用方面的研究大多還處于無序或者低層次加工狀態(tài),技術(shù)還比較單一,再生廢舊醫(yī)用PP材料的附加價值普遍偏低,回收再利用問題還沒有得到人們的足夠重視。
普通PP材料的透明性和衛(wèi)生性能等達不到生產(chǎn)醫(yī)用PP制品的要求標準,應(yīng)受到限制。為使PP材料達到醫(yī)用標準的要求,必須對PP材料進行改性。
醫(yī)用PP專用料必須具有生物兼容性和醫(yī)學(xué)功能性2種基本性能。此外還應(yīng)當具有相應(yīng)的力學(xué)性能和加工性能,并能經(jīng)受環(huán)氧乙烷(EO)的消毒處理等。
當前,國內(nèi)外的研究者對醫(yī)用聚丙烯性能的研究還很少,我國在醫(yī)用聚丙烯領(lǐng)域經(jīng)過近50 年的發(fā)展探索,在一次性醫(yī)藥器械如一次性注射器、輸血、輸液管等方面,有了相應(yīng)的聚丙烯產(chǎn)品和《YY/T 0242?2007醫(yī)用級聚丙烯安全標準》,國外則已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了包裝材料、實驗室器具、高端醫(yī)療器材等領(lǐng)域。
參考資料:醫(yī)用聚丙烯材料發(fā)展現(xiàn)狀,李剛健等
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦醫(yī)用高分子):醫(yī)用PP材料及其回收與利用的研究